中美垃圾焚燒發電行業發展狀況研究

■大唐海南能源開發有限公司 王大才

垃圾焚燒發電行業具有“控制甲烷排放+代替發電”雙重減排效果，環保和供能屬性兼備，在“雙碳”目標背景下，了解國內外垃圾發電行業發展情況、探索垃圾焚燒發電行業綠色價值具有重要意義。

我國垃圾焚燒發電行業現狀

隨著我國經濟水平不斷發展，垃圾數量呈現上升趨勢。居民收入提升以及消費增加，導致生活垃圾數量大幅增加。1996—2020 年，中國城市生活垃圾數量從1.08 億噸增至2.35 億噸，年化復合增速為3.28%。

2012 年發布的《“十二五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》提出，加快推進處理設施建設，不斷提高設施運營水平，并要求到2015年底，城市生活垃圾無害化處理率達到90%以上。在此政策推動下，2015 年城市生活垃圾無害化處理率達到94.10%，2020 年該值進一步上升到99.75%，基本實現全部無害化處理。2006—2020 年，我國城市生活垃圾焚燒率逐年攀升，從14.52%增長至62.29%，垃圾焚燒逐漸成為中國最主要的垃圾處理方式。

（一）技術分析

目前我國垃圾焚燒發電行業應用的垃圾焚燒技術包括爐排型焚燒爐技術和流化床焚燒爐技術。相較于后者，爐排型焚燒爐技術（見圖1）無需添加煤炭助燃，具有適應性強、故障少、成本低等特點，逐漸成為應用最廣的垃圾焚燒技術。有研究顯示（見圖2），2020年中國1198臺焚燒爐中，爐排型焚燒爐、流化床焚燒爐占比分別為87.73%、12.27%。

圖1 爐排爐型工藝過程 （來源：亞洲開發銀行）

圖2 垃圾焚燒技術分析對比

圖3 垃圾焚燒發電收入構成 （來源：國家發展改革委）

垃圾焚燒煙氣排放標準嚴格。垃圾處理過程中產生的煙氣包括酸性氣體、粉塵、二噁英類和氮氧化物等有害物質。煙氣凈化處理技術方面，目前普遍應用半干法等除酸技術、布袋除塵等除塵技術、活性炭吸附等二噁英控制技術和選擇性非催化還原（SNCR）法等脫氮技術組合形成的煙氣凈化技術，經過該技術處理的外排煙氣能較好滿足《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2014）要求。

（二）經濟收益

我國垃圾焚燒發電項目一般采用特許經營模式。特許經營期限一般為25—30年。在該模式下，首先由地方政府規劃并確定垃圾處理建設項目，然后政府有關部門通過招標、競爭性談判等方式選擇特許經營者，并向其授予垃圾焚燒發電項目特許經營權。由特許經營者在特許經營區域內負責融資、投資、建設垃圾焚燒發電項目，并在特許經營期限內負責該項目的運營、維護。在特許經營期限內，政府有關部門向垃圾焚燒發電廠提供垃圾，并按協議約定的價格支付垃圾處置費；垃圾焚燒發電廠焚燒垃圾發電，并取得供電收入。特許經營權到期后，特許經營者應按照協議約定將項目移交當地政府，或接受當地政府委托繼續運營。

1.垃圾焚燒電廠收入構成。

按照傳統盈利模式拆解，噸垃圾上網電量和垃圾處理費是影響垃圾焚燒發電運營收入的主要因素。理想情況下，垃圾焚燒發電的商業模式較為清晰，處理費主要和項目所在地政府的財政支付能力有關，而噸垃圾上網電量則與公司的技術手段和垃圾熱值有關。不過近兩年，我國行業內既出現了如“國補退坡”等擾動因素，也出現了國家核證自愿減排量（CCER）等利潤增厚因素。

2.噸垃圾發電量與上網電量逐年增高。

噸垃圾發電量與垃圾熱值和技術手段密切相關。近年來噸垃圾發電量與上網電量逐年增高，主要有以下三方面原因：一是近年來隨著垃圾分類在全國范圍內的推廣，入爐的廚余垃圾（含水量較高）減少，而輕質可燃的紙制品、紡織物、塑料入爐量的增加有效提升了垃圾熱值；二是人民生活水平與垃圾熱值呈現正相關，隨著中國經濟發展水平和城鎮化率的不斷提升，中國的垃圾熱值也逐步提升，但仍與發達國家存在較大差異（僅為美國的二分之一左右）；三是爐排型焚燒爐技術能使垃圾燃燒得更加充分，目前已取代流化床技術成為主流。

3.上網電價補貼降低，垃圾處理費預期增加。

圖4 測算了補貼變動對焚燒企業利潤的影響，若0.2元/千瓦時的國補電價完全取消，一個1000噸/日項目凈利潤將降低約35%。

圖4 垃圾焚燒發電上網電價對利潤影響分析

根據預測，2022 年上網項目的電價下調幅度約在0.05—0.1 元，則前端處理費需約增加10—20 元，但此種幅度的漲價已在新中標項目中有所體現，從側面印證我國多數地方政府的財政支付能力可支撐此類幅度的漲價。

4.CCER項目有助于利潤增厚。

中國碳排放權交易市場有兩類基礎產品，CEA和CCER。CEA 是指國家分配給重點排放單位的碳排放配額；CCER 主要產生于可再生能源、碳匯、甲烷利用等減排項目，可用于抵銷CEA的清繳。

通過梳理中國自愿減排交易信息平臺最新披露的8 個垃圾焚燒項目的數據可知，企業焚燒單噸垃圾可減排0.25—0.55 噸二氧化碳當量，平均值為0.35噸二氧化碳當量。根據項目數據測算，CCER項目排放量相較于基準線排放量降低70.35%，減排效果較好，具備環境效益。

CCER 項目有望發揮“補貼”作用，促進行業發展。普通垃圾焚燒發電項目收入包括垃圾處置費和供電收入。CCER項目的收入則包括垃圾處置費、供電收入和CCER收入。據測算，普通生活垃圾焚燒發電項目收入為7995.04 萬元/年，CCER 項目收入為8382.10萬元/年，后者較前者增長4.84%。CCER項目有望發揮“補貼”作用，提升企業業績、促進行業發展。

美國垃圾焚燒發電行業簡介

（一）美國垃圾焚燒發電行業發展歷程

美國垃圾焚燒發電行業發展歷程大致可分為三階段。

發展初期（20 世紀80 年代以前）。由于美國土地資源較為豐富，垃圾數量增長較慢，通過填埋方式能夠較好處理垃圾，垃圾焚燒方式未得到推廣，到1980 年美國城市生活垃圾焚燒量僅為276 萬噸，垃圾焚燒率為1.82%。同時，由于法律法規不完善，生活垃圾焚燒的污染問題嚴重。美國于1970 年發布《清潔空氣法》，對垃圾焚燒設施和顆粒物排放提出要求，逐步開始規范垃圾焚燒發電行業。

成長期（20世紀80年代）。美國經濟高速發展，垃圾數量隨之大幅增加；1990 年垃圾數量為2.08 億噸，較1980 年增長37.35%，垃圾處理需求快速提升。美國于1976年出臺《資源保護和回收法案》，強調對垃圾的管理和回收利用，推動垃圾焚燒普及。在此背景下，垃圾焚燒量大幅增加，1990年達到2976萬噸，年化復合增速（1980—1990 年）為26.84%，垃圾焚燒率從1980年的1.82%升至1990年的14.29%。

穩定發展期（20 世紀90 年代至今）。在行業快速發展的同時，垃圾焚燒發電廠排放大量污染氣體，并逐漸引起公眾不滿。因此，美國不斷提高排放標準，出臺《最大可實現控制技術法規》等嚴格政策，對垃圾焚燒發電企業提出更嚴格的排放要求。監管趨嚴迫使企業應用新技術減排，企業運行增本減利壓力增大，導致行業投資回報下降。此外，由于美國土地資源較為寬裕，填埋方式能滿足較多垃圾處理需求。在此背景下，垃圾焚燒發電行業發展進程放緩，2018 年垃圾焚燒量為3455 萬噸，年化復合增速（1990—2018 年）為0.53%，垃圾焚燒率從1990 年的14.29%降至2018年的11.82%，行業進入穩定發展期。

（二）頭部企業發展案例

美國卡萬塔控股公司是垃圾焚燒發電行業頭部企業，該公司前身奧格登公司成立于1939 年，經過多年發展，已成長為全球最大的垃圾焚燒發電公司。

卡萬塔公司通過創新及應用新技術持續保持競爭力?；仡櫰浒l展歷史，該公司重視創新及新技術應用。在減少廢氣排放方面，積極更新監測和末端治理系統，并主動應用汞減排技術。在減少廢水排放方面，建成美國首個實現廢水零排放的垃圾焚燒發電廠，實現包括滲濾液在內的廢水再次利用。

卡萬塔公司通過并購整合，在全球運營41 座垃圾焚燒發電廠，逐漸形成規模優勢。2020年，該公司焚燒2110 萬噸垃圾，垃圾焚燒發電業務收入為17.69 億美元，垃圾焚燒發電業務收入占比93%，均遠超我國國內企業。對比來看，2020 年，我國焚燒處理單噸垃圾平均收益約為258.80 元人民幣；得益于美國垃圾處理收費較高等因素，卡萬塔公司焚燒處理單噸垃圾平均收益約為547.04元人民幣。

卡萬塔公司主要采用兩種項目運營模式：一是垃圾處理費模式，即該公司擁有垃圾焚燒發電廠的所有權，通過提供焚燒垃圾處理服務獲得收益，以該模式運營的垃圾焚燒發電廠數量為18 座。二是管理費模式，即該公司為客戶提供運營服務，管理垃圾焚燒發電廠，并根據協議規定與客戶共同分享經營收益，同時承擔運營和維護垃圾焚燒發電廠的義務，以該模式運營的垃圾焚燒發電廠數量為18座。

對我國垃圾焚燒發電行業的啟示

圖5 卡萬塔的創新及應用新技術

一是提高項目運營水平和專業化程度?？ㄈf塔公司垃圾焚燒發電業務收入占比高達93%，而中國主要垃圾焚燒上市公司業務雖更多元，但其垃圾焚燒發電業務收入占比普遍低于20%。隨著中國新增垃圾焚燒發電項目逐步減少，“跑馬圈地”的市場模式接近尾聲，存量項目的高效運營及降本增效將成我國相關企業關注重點。

二是拓展項目運營模式。目前我國主要依靠特許經營模式，而卡萬塔公司主要采用“垃圾處理費和管理費”兩種不同的項目運營模式。其中，管理費模式將我國的“建設—經營—轉讓”（BOT）模式拓展為代理經營分享收益，推動促進垃圾焚燒發電技術改進和行業發展，為我國相關企業經營模式的拓展提供借鑒和參考。

三是要高度重視垃圾焚燒發電技術研發。我國垃圾焚燒發電行業尚處于成長階段，未來國內頭部公司可參照國外頭部企業發展模式，持續擴大產能、重視垃圾焚燒發電技術研發，以構建我國自主的技術研發和行業標準體系?！?/p>